Desenvolvimento e Tecnologia

RÁDIOS DIGITAIS PARA REDES DE ACESSO

Marcello Praça Gomes da Silva*

INTRODUÇÃO

Chama-se redes de acesso àquelas redes de telecomunicações que fazem o acesso direto aos usuários (indústIias, escIitórios, residências). Tradicionalmente o acesso vinha sendo feito através de cabos de pares (para comunicação de dados, voz, textos etc.) com o uso de lJ1odems. Já o acesso às emissoras de TV era feito através de cabos coaxiais ou enlaces rádio na banda de 13GHz.

Com o crescimento das necessidades de comullÍcação foram desenvolvidas novas téc­nicas com a incumbência de suportar taxas (ou velocidades) cada vez mais elevadas e possuidoras de alta confiabilidade e disponibilidade.

Um bom exemplo das novas taxas de transmissão se situa na área de comunicação de dados entre computadores. Há alguns anos, uma taxa de 9.600 bits por segundo era consi­derada elevada. Hoje em dia, a maioria dos usuários de computadores pessoais possuem modems de 56 mil bits por segundo.

FACILIDADES

Se uma celta empresa quiser implementar uma rede de computadores interJigando seu escIitório e sua unidade fabril (ambos localizados na mesma cidade, porém geograficamen-

• Engenheiro de Telecomunicações Sênior da NEXTEL Telecomunicações Ltda . E-mail: marce1lo.praca@uol.com.br.

118 Vol. XVIII- 32 Quadrimestre de 2001 (~, i

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te distantes um do outro) ela irá dispor de uma série de opções de meios de transmissão (OLl

facilidades). Algumas dessas opções são: fibras ópticas, modems HDSL, cable modems, radioenlaces ou satélites.

As fibras ópticas pertencem à chamada classe dos meios físicos ou meios confinados. Os meios físicos englobam os cabos de pares, os guias de onda, os cabos coaxiais e multicoaxiais, as linhas abertas (open wires) e quaisquer outros condutores elétricos para comunicação.

Os meios físicos necessitam de obras de infra-estrutura ao longo de toda a sua extensão para serem implantados. Isto pode representar um custo muito alto para o orçamento disponível. Além

disso, a posição geográfica poderá vir a criar outras dificuldades, tais como: a travessia de vias públicas, o cruzamento de serras ou cordilheiras, largas extensões de terras ou rios. Isso sem falar

nas dificuldades com os direitos de passagem junto, por exemplo, às prefeituras. Se ambas as estações terminais estiverem situadas no mesmo telTeno e já forem interligadas

por posteação ou dutos, a passagem da nova cabeação poderá ser facilitada. Todavia, isto nem sempre acontece, pois o duto pode estar fisicamente congestionado por um grande número de

cabos já existentes. De maneira análoga, a posteação pode não suportar o lançamento de um novo cabo (por menor que ele seja).

A ligação via satélite é custosa e, a princípio, não deveria ser vantajosa utilizá-la para enlaces

ponto-a-ponto (a não ser, talvez, que as distâncias envolvidas fossem muito grandes). O satélite é essencialmente um meio multiponto (ponto-multi ponto, multiponto-multiponto ou

multiponto-ponto ).

Uma solução atraente é a interligação dos dois pontos via um enlace rádio (ou radioen­lace) dedicado.

No ambiente urbano os rádios digitais em microondas (DMRs - Digital Microwave Radios)

vem sendo amplamente usados na composição das redes de acesso aos usuários (RAUs). As filosofias existentes são o ponto-a-ponto (P-P) e o ponto-multiponto (P-MP).

A ligação ponto-a-ponto ocorre entre duas estações fixas A e B (no entanto pode haver um ou

mais pontos de repetição intermediários entre os extremos). Já a ligação ponto-multiponto conecta uma estação A com diversas outras estações (fisicamente ela se parece com LIma estrela onde o

ponto A é o núcleo ou ponto nodal, ou seja, o centro da estrela). Por outro lado, as estações terminais são as pontas das estrelas.

O rádio ponto-multiponto possui velocidades desde 1.200bps (bits por segundo) até 64kbps (quilobits por segundo), tendo capacidade total de 2 ou 4Mbit/s (opera na faixa de 2GHz). Pode ser considerado como um substituto de modem de dados convencional (utilizados em LPCDs­

Linhas Privativas para Comunicação de Dados). O sistema P-MP se constitui em uma estação nodal, estações terminais (nos clientes) e esta­

ções repetidoras (se houver). O alcance máximo entre uma estação terminal e a sua respectiva

nodal (ou repetidora) é da ordem de vinte quilômetros. O sistema P-MP atua de acordo com a filosofia TDMfTDMA (Time Division Multiplexing /

Time Division Multiple Access).

(~\ i Vol. XVIII - 32 Quadrimestre de 2001 119

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Os DMRs são ideais para serem usados em lances curtos e médios, na transmissão de voz,

dados e imagens. Existem também versões para transmissão de vídeo analógico e LAN (Redes Locais de Computadores) em 10 ou 16Mbits/s.

As principais freqüências usadas no Brasil para o radioacesso são 15, 18,23 e 38GHz (micro­

ondas) além de 900MHz (UHF).

Para clientes de grande porte e com necessidade de velocidades muito elevadas de transmis­são pode-se, por exemplo, usar a banda de 8GHz alta (34Mbit/s).

A Tabela 1 mostra a correspondência entre a megabitagem digital PDH (Plesiochronous Digital

llierarchy) e os respectivos canais analógicos FDM.

Nível da hierarquia

zero

1

2

3

4

Velocidade de Transmissão (kbit/s)

64

2.048

8.448

34.368

139.264

Número de Canais de VozPCM

1

30

120

480

1.920

OBS.: As velocidades dos níveis hierárquicos 1,2, 3 e 4 são normalmente escritas como 2, 8, 34 e l40Mbit/s.

Tabela 1: Hierarquia PDH lTU-T (antigo ccitt)

Existe também o nível hierárquico 5 que cOlTesponde, aproximadamente, à 565Mbit/s. Esta

taxa, no entanto, somente é usada em enlaces com fibras ópticas ou cabos coaxiais de banda ultra­larga (ultra broadband) e foi superada pela hierarquia digital síncrona SDH.

120

VANTAGENS E PRECAUÇOES COM OS RADIOENLACES

Dentre as vantagens apresentadas podemos destacar:

• Ampla valiedade de taxas de transmissão (que vão desde alguns quilobits por segundo até

muitos megabits por segundo).

• Facilidade e rapidez de alinhamento e instalação.

• Alta confiabilidade devido ao elevado MTBF do equipamento (Mean Time Between Failures

ou Tempo Médio entre Falhas - TMEF).

• Manutenção restIita aos equipamentos dos dois extremos (o meio físico de propagação é a

própria atmosfera em vez de um meio físico confinado sujeito a desgastes de todos os tipos).

Esta característica, se bem aproveitada, pode colaborar para um baixo MTTR (Mean Time

to Repair ou Tempo Médio para Reparação - TMPR).

Vol. XVIII- 32 Quadrimestre de 2001 ('I' i

RÁDIOS DIGITAIS PARA REDES DE ACESSO

• Simplicidade de upgrading (expansão) . Se a taxa de transmissão entre os dois pontos pre­

cisar ser aumentada, um novo radioenlace (em paralelo com o primeiro) poderá ser rapida­

mente implantado.

Em muitos casos, a mudança de megabitagem pode ser feita com a troca de placas de circuito.

• Baixo consumo (baixa wattagem), leveza e pequena ocupação de espaço físico.

• Testes de loopback remoto e local (para auxílio à manutenção) .

• Elevada eficiência espectral (medida em bps/Hz - bits por segundo por hertz).

• Facilidades de alarmes e supervisão.

• Existência de canal de serviço (SC - Service Channel) .

e Pouca limitação em distância. Dependendo da quilobitagem, da topografia, da faixa de fre­

qüência e dos requisitos de desempenho pretendidos, o radioenlace poderá cobrir dezenas

de quilômetros (sem ou com repetição entre as estações terminais).

Obviamente que diversos problemas e obrigações também podem estar presentes, dentre os

quais destacam-se:

• Custo total do empreendimento.

A relação custo-benefício é, no entanto, excelente. Usando-se meios físicos confinados (ca­

bos coaxiais e cabos de pares) é bom lembrar que também há necessidade de equipamentos

terminais de linha e, em geral, de um número maior de repetidores em função da distância

envolvida. Isto sem contar com as obras de infra-estrutura para passagem da cabeação.

• Necessidade de registro de freqüência junto ao órgão competente (ANATEL no Brasil).

• Intelferência de outros sistemas rádio (ou de outras fontes).

Um bom projeto mantém os níveis deintelferência, provenientes de outros sistemas rádio,

em valores aceitáveis além de garantir uma margem de desvanecimento (jading margin)

ampla o suficiente para suportar as demais degradações (muItipercursos, atenuação por

hidrometeoros e gases atmosféricos etc.). InteIferências de outras fontes são, por exemplo,

o ruído de ignição, os radares, os !irdes de satélites etc.

• Congestionamento espectral (principalmente nas faix as inferiores do espectro, UHF por

exemplo). Uma determinada região geográfica onde existam muitos enlaces em 15GHz, por

exemplo, poderá sofrer os efeitos do congestionamento espectral (notadamente nos seus

pontos nodais).

• Área de cobertura limitada pelas condições topográficas (naturais ou artificiais).

Para bypassar um relevo adverso será feito ou um cálculo de altura de torre e antena ou a

escolha de um (ou mais) ponto(s) para a colocação de repetidores ativos ou passivos (ante­

nas back-to-back ou refletores). Na faixa de 900MHz usa-se apenas repetidores ativos ou

passivos (não se usa refletores passivos).

Nas faixas de VHF (Very High Frequency) e UHF (Ultra High Frequency) é possível se esta­

belecer a comunicação entre dois pontos com o enlace obstruído via mecanismo de propagação

por difração. Isto já não é factível no âmibto das microondas em radiovisibilidade.

(ilii i VaI. XVIII - 3Q Quadrimestre de 2001 121

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Se o enlace for obstruído (banda de 900MHz) é necessário que se faça um de tal hado teste de

propagação e de BER (Bít Error Ratio) ou TEB (Taxa de Erro de Bits) para comprovar ou não a

viabilidade da ligação.

INFORMAÇÕES PARA O DIMENSIONAMENTO DE RADIOENLACES

As equipes que participam de pré-vistorias e vistorias de instalação devem haurir uma grande

quantidade de informações in loco. Muitas delas, entretanto, não precisam ser enviadas à área de Engenharia de Projetos (pois não são pertinentes ao dimensionamento dos radioenlaces).

são:

122

As informações a serem fornecidas pelas equipes de instalação e de vistOlia à área de projetos

a) Coodenadas Geográficas das Estações (latitude e longitude) Os valores podem ser dados em graus decimais ou em graus na base 60 (sexagesimais).

Esta última é a forma mais comum (graus, minutos e segundos). Deve ser incluída, obrigatoriamente, a informação do datum horizontal (Córrego Alegre,

Astro Chuá, SAD-69, WGS-72 e WGS-84 são aqueles que devem ser utilizados no Brasil). As coordenadas geográficas podem ser obtidas via levantamento topográfico tradicional

(maior precisão), pelo uso de aparelhos GPS (Global Positioning System) ou através de cartas topográficas (graficamente).

Quando o envio das coordenadas for feito através de fotocópia de carta topográfica deve­rão ser tomadas as seguintes precauções:

1. A fotocópia deverá conter as escalas N (norte) e E (leste) legíveis. 2. A fotocópia deverá conter a legenda da respectiva carta com as seguintes informações:

- Nome da refetida carta.

- Datum horizontal (ou planimétrico). - Datum vertical ( ou altimétrico).

- Equidistância das curvas de nível (em metros) . - Meridiano central.

- Escala da carta.

- Esquema de articulação da folha. - Localização da folha no estado.

3. A carta topográfica deverá ser pelo menos na escala I :50.000 (um para cinqüenta mil)

ou de preferência melhor (1: 10.000, 1 :5.000, 1 :2.000). Na falta destas use-se a melhor escala que estiver disponível.

O projetista, de posse da fotocópia, irá obter as coordenadas geográficas (latitude e longi­tude) a partir das coordenadas planas U1M (Universal Transversal Mercator). Obterá tam­

bém a altitude aproximada do solo (em metros).

Vol. XVIJI- 32 Quadrimestre de 2001 (IJI i

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É escusado dizer que a legibilidade de toda a fotocópia deve ser a melhor possível para se evitar erros de interpretação.

b) Altitudes das Estações em relação ao Nível Médio do Mar (NMM ou MSL - Mean Sea Level) Em geral as altitudes são dadas em metros. Podem ser tiradas de cattas topográficas, serem obtidas via levantamento topográfico tradicional ou por meio de aparelhos portatéis GPS (deve se evitar esta última forma). A referência altimétrica mais comum nas cartas topográ­ficas brasileiras costuma ser o datum vertical denominado Marégrafo de Imbituba (no estado de Santa Catarina) .

. ~) Alturas das Antenas em Relação ao Solo São medidas a partir do port das antenas (quaisquer que sejam os tipos - parabólicas, Yagis, helicoidais, cornetas). Em geral as alturas são dadas em metros. Sempre que possível o técnico deverá medir a altura com uma trena ou outro método confiável (evitando se basear em informações de terceiros).

d) Tipo e Comprimento da Cabeação de Radiofreqüência Esta informação somente é pertinente pat'a as bandas de 900MHz e 2GHz. O comprimento do cabo de RF deve ser dado com a maior exatidão possível. O trajeto do cabo deve ser cuidadosamente estudado pat'a se evitat' percursos perigosos, demasiadamente longos, curvas por demais acentuadas etc.

e) Tipo do Acesso (faixa Pretendida, Taxa de Transmissão, Modelo do Equipamento Rádio, Número e Características dos Circuitos de Dados)

f) Informações de Radiovisada Se é livre ou obstruída, tipo da obstrução (se houver). Devem ser dadas todas as radiovisadas que forem livres (ou seja, para todas as estações da prestadora de serviços).

g) Endereços Completos das estações Rua, estrada ou avenida, CEP (de 8 algatismos), estado, município, distrito e bairro.

h) Contacto (Nome, Telefone, Celular, Fax, Telex, Pager, E-Mail) Sempre que possível indicar um mínimo de duas pessoas de contacto (a principal e outra secundária).

PROJETO

Após terminado o dimensionamento do enlace rádio a área de projetos deverá enviar uma correspondência para a área de instalação com todas as informações pertinentes. Estas informa­ções são:

a) Comprimento do Lance (em quilômetros) Calculado a partir das coordenadas geográficas das estações, medido em campo (com telurômetro ou distanciômetro por exemplo) ou tirado de carta topográfica.

(fll i Ve lo XVIII - 3º Quadrimestre de 2001 123

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b) Potências de Transmissão (en1 dBm) Valor existente na porta de saída do equipamento rádio (não considera a perda no cabo de RF e nem em atenuadores externos). Muito embora a potência de transmissão pudesse ser fornecida em watts (unidade linear) isto não é uma prática muito comum.

c) Tipo das Antenas (modelo e diâmetro se for ocaso) No caso de antenas parabólicas o item diâmetro é pertinente. Para antenas Yagi-Uda ele não tem significado.

d) Atenuadores Fixos de RF (valores em dB) Normalmente não se usa atenuadores variáveis ou ajustáveis.

e) Polarização da Antena (vertical ou horizontal) f) Atenuações nos Cabos de RF

Este item só é pel1inente para as bandas de 900MHz (P-P) e 2GHz (P-MP). Deve ser explicitado qual o tipo de coaxial que se está usando (RGC 213, LCF 7/8" etc.).

g) Freqüências de Transmissão (em MHz ou GHz) Obviamente que se fornecemos as freqüências de transmissão das estações A e B não será preciso fornecer as suas respectivas freqüências de recepção.

h) Níveis de Potência Recebida (em dBm)

SISTEMAS RÁDIO PARA ACESSO EM 15, 18 E 23GHz

As distâncias máximas, para um único lance, ficam em torno de 25 quilômetros (15GHz), 20 quilômetros (18GHz) e 10 quilômetros (23GHz).

Existe um variado leque de velocidades (taxas de transmissão), a saber: 2, 2x2 e 4x2Mbit/s. Uma taxa de 4x2Mbit/s (= 8Mbit/s) indica que existem quatro pOl1as de banda básica digital (cada uma carreando 2Mbit/s). Raciocínio idêntico é feito para uma taxa de 2x2Mbit/s (duas portas de banda básica digital cada uma cmTeando 2Mbit/s). No estágio multiplexador estes tdbutários (dois ou quatro a depender do caso) serão devidamente multiplexados para dar origem ao agregado de 4 ou 8Mbit/s.

Se for necessário uma elevada megabitagem existem rádios com taxas de 34 e 140Mbit/s (hierarquia plesiócrona PDH) e 155Mbit/s (hierm'quia síncrona SDH).

Nas faixas de 15, 18 e 23GHz usam-se antenas pm'abólicas inteiriças com diâmetros de 30, 60, 120 e 180 centímetros com qualidade standard (padrão), alta ou ultra-alta performance. Às vezes, é também necessário usar colares (saias ou necklaces) e/ou radomes (protetores) de baixas perdas.

O colar reduz o transbordo ou transbordamento (spillover) enquanto o radome protege a corneta de alimentação (feedhorn) e a supelfície refletora contra as intempéries do tempo (ventos fortes, granizo, neve, chuva intensa, formação de gelo). O radome também protege contra dejetos deixados por aves, formação de ninhos e colmeias.

124 Vol. XVIII - 32 Quadrirnestl'e de 2001 (~Jí i

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As antenas podem ser montadas em um mastro (pole-mount), na parede (wall-mount), em tripé (tripod-mount) ou diretamente fixadas sob um teto (ceiling-mount). Este último caso é usado em freqüências muito elevadas (como 500Hz) em virtude do baixo peso total do conjunto.

A conexão da antena com a parte de RF é feita através de um guia de ondas flexível (f/exible waveguide ou twist f/ex).

Existem três tipos de instalação: indoor (ou interna), outdoor (ou externa) e split (mista ou bipartida).

Na indoor o conjunto fica no interior de um cômodo e a antena fica do lado externo (imedia­tamente do outro lado da parede). Uma variante do tipo indoor mantém também a antena do lado intemo (por detrás de umajanela envidraçada).

Quando a antena estiver situada atrás de uma janela envidraçada a equipe de projetos deverá ser informada com antecedência. Nesse caso o vidro introduzirá uma atenuação suplementar (a qual irá variar de acordo com a composição do vidro, a sua espessura, a freqüência, a distância do vidro até a antena e o ângulo de incidência do feixe). O pior caso será quando o vidro estiver recobelto por uma pelicula retletora metalizada e/ou contiver celtos constituintes tais como o chumbo (atenuações superiores a vinte decibéis podem então ocorrer).

No tipo split o equipamento é separado em duas partes (daí o nome). A parte externa é composta basicamente pela unidade de radiofreqüência (a RFU) e a parte interna é composta pelo modem (moduladorldemodulador), banda base e multiplex (se houver estágio de multiplexação). A interligação entre as duas partes (interna e externa) é feita através de um multicabo operando em freqüência intermediária (FI).

No tipo outdoor o equipamento fica acondicionado em um housing (ou gabinete) ao relento e liga-se aos equipamentos auxiliares internos via cabos de banda base. O gabinete é do tipo weather proof(à prova do tempo meteorológico) . A extensão dos cabos de banda base poderá atingir até 300 metros (o que possibilita um grande afastamento do equipamento rádio outdoor das suas fontes de dados). Algumas vezes esta distância precisa ser grande por razões de radiovisibilidade entre as estações.

Acima de 100Hz a propagação troposférica (através da troposfera) é afetada significati­vamente por hidrometeoros. Hidrometeoros é o nome dado à uma série de fenômenos meteorológicos que se precipitam com conteúdo aquoso (como a neve, o granizo, o nevoeiro, as nuvens e a chuva).

Nos países equatoriais e tropicais úmidos (como o Brasil, o Zaire e a Indonésia) o hjdrometeoro de maior importância é a chuva (ou precipitação pluviométrica). Já em países com desertos areno­sos (como a Arábia Saudita e a Argélia) é sabido que as tempestades de areia se revestem de uma grande importância prática (atenuação suplementar por partículas sólidas).

A propagação troposférica também é afetada pelos gases atmosféricos dependendo da fre­qüência de operação do enlace, da temperatura, da altitude (rarefação do ar) e dos ângulos de elevação. Os gases atmosféricos de maior relevância são o oxigênio e o vapor d' água não condensado (embora existam outros gases de menor importância como o nitrogênio e o dióxido de carbono).

('11 i VaI. XVIII - 3!2 Ouadrimestre de 2001 125

RÁDIOS DIGITAIS PARA REDES DE ACESSO

No espectro temos raias de absorção (linhas muito estreitas) onde as atenuações são elevadas.

Tais raias estão separadas por intervalos de baixas perdas. O oxigênio (02

) absorve muito em

60GHz (acima de 10 decibéis por quilômetro) e também em 118,7GHz (acima de 2 decibéis por

quilômetro). Abaixo de lOGHz a influência atenuadora do oxigênio é desprezível (são apenas

milésimos de decibéis por quilômetro).

O vapor d' água possui uma linha de absorção de quase 0,2 decibéis por quilômetro em 22,2GHz

e de mais de 20 decibéis por quilômetro em 183,3GHz. Acima de 200GHz (ondas submilimétricas)

o vapor d' água prepondera (valores de 5 decibéis por quilômetro ou mais).

Normalmente os radioenlaces para acesso funcionam na configuração "1 + O", ou seja, sem

proteção (unprotected) embora seja possível a utilização da configuração "1 + 1" (mantendo,

todavia, a mesma freqüência de operação). Esta última característica é fundamental como fator de

economia do espectro de radiofreqüência (que é um recurso limitado, caro e amplamente disputa­

do pelos usuários em geral).

SISTEMAS RÁDIO PARA ACESSO EM 900MHz

Os rádios podem ser transparentes aos dados por eles transportados (caso o sejam, eles não

realizarão qualquer checagem de conteúdo, erros ou controle da informação original). Mesmo

assim, o equipamento deverá fornecer alguns indicativos de anormalidades, tais como: queda do

nível de recepção abaixo de um certo limiar (limiar de 10 E-3 ou 10 E-6), falta de dados na porta

de entrada de banda base etc.

Para a faixa de 900MHz (UHF) o equipamento transmissor-receptor (transceptor) é comumente

chamado modem-rádio e possui dimensões físicas aproximadamente iguais às de um vídeo-casse­

te residencial.

Sua potência máxima de transmissão é de + 37dBm (ou 5 watts) e ele trabalha nas bandas de

928 a 929MHz (baixas) e 940 a 941MHz (altas). A potência de transmissão pode ser variada (de

+37dBm para menos).

O sistema também permite usar atenuadores de RF (fixos ou variáveis). Esses atenuadores

devem ser inseridos entre o cabo coaxial de RF e o rádio (são comuns tanto ao caminho de

transmissão quanto ao caminho de recepção).

A potência consumida (wattagem) é 60 watts e o rádio opera no modofull-duplex ou ha(f­

duplex (semi-duplex). Sua alimentação no lado remoto (ou lado do cliente) é AC, 110 ou 220

VAC, 50 ou 60 hertz. Sua alimentação no lado central (lado da prestadora de serviços) é De.

O equipamento fica totalmente acondicionado em um único módulo e não necessita de modem

externo. Além dele, somente é preciso o sistema irradiante.

Genericamente nós podemos dizer que a distância máxima entre duas estações nesta faixa fica

em torno de 50 ou 60 quilômetros para um único lance (single-hop link).

126 Vol. XVIII - 32 Quadrimestre de 2001 ('I' i

RÁDIOS DIGITAIS PARA REDES DE ACESSO

A faixa de 900MHz transporta duas canalizações: 19,2kbitls e 64kbitls. A Tabela 2 mostra os pares de feqüência para 19,2kbit/s e a Tabela 3 mostra os pares para 64kbit/s.

Número do Canal de RF

21

22

23

24

F ida (baixas)

928,5125

928,5375

928,5625

928,5875

F volta (altas)

940,5125

940,5375

940,5625

940,5875

Tabela 2: Plano de Freqüências (antigo) para 900MHz - 19,2kbitls

Número do Canal de RF

2

3

4

F ida (baixas)

928,65

928,75

928,85

928,95

F volta (altas)

940,65

940,75

940,85

940,95

Tabela 3: Plano de Freqüências (antigo) para 900MHz - 64kbitls

Observe que para 19,2kbitls a separação entre portadoras é de 25kHz e para 64kbitls a separação entre portadoras é de 100kHz. Estes valores são tais que não existe interferência de canal adjacente (existe somente a interferência co-canal).

Normalmente se dispõe de dois tipos de antena para sua instalação: parabólica (vazada, tipo grade ou inteiriça) e Yagi-Uda (ou simplesmente Yagi). De acordo com a situação sistêmica encon­trada pelo projetista do enlace (infra-estrutura para sustentação da antena, disponibilidade de espaço físico, intelferências, obstruções etc.) um dos dois tipos de antena será selecionado.

Em relação à parabólica a antena Yagi-Uda possui menor ganho, seu diagrama de irradiação é de pior qualidade (lóbulo principal mais largo e maiores lóbulos secundários) e a sua relação frente-costas é menor. Todavia, em vi.ttude das dimensões e do peso reduzido, a antena Yagi-Uda possui uma instalação bem mais simples e rápida.

Um exemplo de antena Yagi-Uda usada nesta faixa é a TY-900 (do fabricante norte-america­no SCALA). A TY-900 tem um ganho no meio da faixa de 12,2dBi (decibéis em relação ao

(il i Vol. XVIII - 39 Ouadrimestre de 2001 127

ÁDlOS DIGITAIS PARA REDES DE ACESSO

irradiador isotrópico). A TY -900 pesa 1,5 quilogramas-força e é montada em um nlbo de diâme­tro de duas polegadas. Sua capacidade de ajuste em azimute é de 360° (± 180°) e ela pode variar o ângulo de elevação através do uso de um suporte especial. A VSWR na porta de entrada é tipicamente 1,35 e no máximo é igual à 1,5. A relação frente-costas (FBR -Front-to-Back Ratio) é de 20 decibéis (no mínimo).

Um exemplo de antena parabólica vazada (estrunu·a tipo grade) usada nesta faixa é a PV2-890 (de fabricação nacional). A PV2-890 tem um ganho no meio da faixa de 22,5dBi (aproximada­mente 10 decibéis maior do que o ganho da Yagi-Uda TY -900) e é especificada para operar na faixa de 890 a 960MHz. O diâmetro da PV2-890 é de 2 metros e seu peso é 52 quilogramas­força. Como a PV2-890 é uma antena vazada, ela possui uma pequena área de exposição. Isto significa uma baixa carga de vento comparando com outras antenas parabólicas inteiriças de mes­mo diâmetro. Deve ser montada em um tubo de diâmetro de quatro polegadas e possui capacida­de de ajuste fino em elevação de ±1O graus. Sua VSWR na porta de entrada vale 1,3.

Além da PV2-890, também é possível se usar antenas parabólicas de diâmetros maiores como a PV4-890 (4 metros) .

Os cabos coaxiais de RF levam o sinal de RF desde o por! de saída do equipamento rádio até o por! da antena. Na recepção eles se incumbem do inverso.

Os cabos coaxiais de RF mais utilizados neste caso são o RGC 213 e o LCF 7/8". O RGC 213 possui impedância característica de 500hms e uma atenuação distribuída de 16,48 decibéis por 100 metros (na freqüência de 1.000MHz e na temperatura de 20°C). O LCF 7/8" (sete oitavos de polegadas) possui uma atenuação distribuída cerca de 4 vezes menor do que a anterior (= 4,3 decibéis por 100 metros em 1.000MHz a 20°C). Em compensação, o manuseio do LCF 7/8" é mais difícil do que o manuseio do RGC 213 (em razão do maior diâmetro). Isto dificulta sobremaneira a realização de curvas (notadamente as curvas mais fechadas).

O cabo LCF7/8" é mais indicado quando tivermos lances longos em linha reta (como a desci­da de torres altas) ou quando for preciso minimizar as atenuações nos cabos de RF. Em geral, quanto maior a secção reta do cabo coaxial menor será a atenuação distribuída do mesmo.

Algumas características adicionais do cabo coaxial RGC 213 estão listadas a seguir: - Encamisamento, camisa, capa ou jaqueta: polietileno; - Isolação: PE-expanso; - Tolerância da impedância característica: ±30hms; - Fator velocidade: 81 ±3%; - Peso distribuído: 135 quilogramas-força por mil metros; - Atenuação distribuída em 2.100MHz: 25,25 decibéis por 100 metros (valor aplicável ao

sistema ponto-multi ponto na banda de 2GHz). Também se usa o RGC 213 para enlaces ponto-multiponto na banda de 2GHz (embora nesta

faixa se prefira, geralmente, usar o LCF 7/8" por causa da atenuação distribuída ser muito menor). A seleção do cabo coaxial envolve critérios como a potência média e a potência de pico, o raio

de curvatura, o fator velocidade (Oll velocidade de propagação relativa), a freqi.iência máxima de operação do cabo e o peso distribuído (em quilogramas-força por unidade de comprimento). Na

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RÁDIOS DIGITAIS PARA REDES DE ACESSO

banda de 900MHz (para rádio-acesso) o critério de maior importância costuma ser o da atenua­ção distribuída.

O cabo coaxial possui conector macho (do tipo "N", por exemplo). O port da antena e o por!

do rádio devem possuir conectores fêmea. Se o cabo coaxial tiver conector "N" em ambas as extremidades será preciso que os ports da antena e do rádio também tenham conectores do tipo "N". Caso contrário será obrigatót10 o uso de quadripólos adaptadores (os chamados adaptadores de RF).

Todavia, o uso de adaptadores degrada o desempenho global do sistema (através do aumento da atenuação total, do possível aumento do vazamento ou escapamento de RF nas intetfaces e da introdução de descontinuidades nas intetfaces adaptador-cabo e adaptador-antena ou adaptador­rádio).

Por melhor que seja o adaptador nunca haverá uma conexão perfeita (o descasamento de impedâncias sempre existe em qualquer intetface de RF). Uma regra básica a ser seguida por todos que trabalham com microondas é:

"Sempre que for possível, evitar o uso de adaptadores." Todas as conexões coaxiais externas (ao relento) devem ser protegidas adequadamente da

chuva e da umidade (caso a umidade penetre em uma conexão, ocorrerá uma degradação do desempenho do sistema, através do aumento da VSWR na intelface). Isto é particularmente im­portante na conexão do cabo coaxial com a antena (em geral esta é a única conexão que fica exposta ao tempo). Para vedá-la existem sei antes que envolvem completamente os conectores. Um dos mais usados para cabos coaxiais de 3/8 de polegada (como o modelo LDF2-50) é o vedador a frio denominado Cold Shrink™ e que é muito empregado em microondas.

TESTES E ENSAIOS (CAMPOIFÁBRICA)

- Perda de retorno nas entradas (IRL - Input Return Loss) ou VSWR (Voltage Standing

Wave Ratio) nas entradas; - Verificação das formas de onda nas saídas de banda básica; - Aceitação dejitter (jitter na entrada); - fiuer intrínseco; - Ganho ou função de transferência dejitter (= G jt); - Curvas nível de recepção x BER (Bit Error Ratio);

- BER residual (= RBER); - Potência de transmissão (= P Tx); - Espectro de RF na transmissão; - Freqüência de transmissão (valor e estabihdade); - Osciladores locais (TX e RX); - Espúrios em RF; - Alarmes e pontos de monitoração;

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RÁDIOS DIGITAIS PARA REDES DE ACESSO

- Canais de serviço e comutação (caso haja); - Inspeção visual e mecânica geral; - Teste da pintura (em equipamentos e bastidores).

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ASSIS, M. Enlaces Urbanos em Freqüências Superiores a JOGHz.

--o Rain Effects in Tropical and Equatorial Areas - A Review.

Engenharia de Sistemas Rádio Digital, EQUITEL.

HARRIS-FARINON, Seminal'. Technical Considerations. Novembro de 1991.

Planning Guide, Digital Microwave Corporation.

Semin{u'io A Evolução da Rede da Embratel sob E/tfoque Tecnológico - Coletânea de artigos técnicos. Embratel, Rio de Janeiro, 1993.

SILVA, Marcello Praça Gomes da. "Informação nas Ondas do Rádio". Connections - a Revista de Redes. Ano 11, nº 15, agosto de 1993.

SILVA, Marcello Praça Gomes da e SILVA, Luiz Augusto Curvello Herdy. Rádios Digitais para COl/1uni­cação de Dados. Salvador, Anais do INFOBAHIA 93, 1993.

Últimas Tendências em Planificacion y Desarrollo de Tecnologias en Redes de Telecomunicacion. Semi­nário AOTS-NEC, RJ, dezembro de 1991.

NOTICIÁRIO Recebemos da ABEM o exemplar do primeiro número do

Jornal Informativo da Associação Brasileira de Engenharia Militar, contendo farto noticiário sobre as atividades da Engenharia Militar.

Agradecendo a remessa, a RMCT deseja ao recém-inaugurado informativo uma longa e profícua existência. Aproveitamos, também, o ensejo para nos colocar à disposição da ABEM para o trabalho comum de apoio cultural ao setor científico-tecnológico das Forças Annadas.

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